第四章　2　电磁场与电磁波　3　无线电波的发射和接收-物理人教版选择性必修第二册

2电磁场与电磁波3无线电波的发射和接收[学习目标]1.知道电磁场的概念及产生的原理.2.知道有效发射电磁波的两个条件.3.了解无线电波的特点及传播规律.4.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用．一、电磁场1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生____________．(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的________产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动．(3)实质：变化的________产生了电场．2．变化的电场产生磁场麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生________．3．变化的电场和磁场总是____________，形成一个不可分割的统一的________．二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成________．2．电磁波的特点(1)电磁波在空间传播不需要________．(2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度____________，而且二者均与波的传播方向________．(3)电磁波能产生反射、________、干涉、偏振和________等现象．3．电磁波具有能量电磁场的转换就是________能量与________能量的转换，电磁波的发射过程是________能量的过程，传播过程是能量传播的过程．三、无线电波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的____________，频率越______，发射电磁波的本领越大．(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用______电路．2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与________相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的________相连．3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种________而改变的技术．调制分为调幅和调频．(1)调幅(AM)：使高频电磁波的________随信号的强弱而变的调制方法．(2)调频(FM)：使高频电磁波的________随信号的强弱而变的调制方法．四、无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到________，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是____________．2．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率________时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的________．(1)调谐：使接收电路产生________的过程．(2)解调：把声音或图像信号从____________中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．五、电视广播的发射和接收1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成______信号再进行传播．2．高频电视信号的三种传播方式：地面________传输、有线网络传输以及________传输．3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过________将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号．判断下列说法的正误．(1)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场．()(2)电磁波不能在真空中传播．()(3)电磁波是横波．()(4)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，振荡周期越大，越容易辐射电磁波．()(5)为了有效地向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率．()(6)当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流．()(7)调幅就是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．()(8)解调就是把声音或图像信号从高频电流中还原出来．()一、电磁场对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场．②非均匀变化的磁场产生变化的电场．③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．例1关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场针对训练1用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场(左侧)产生的磁场(右侧)，或磁场(左侧)产生的电场(右侧)随时间t的变化规律，其中错误的是()二、电磁波导学探究如图所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么？知识深化电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直．如图所示．(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108m/s.(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射、反射、折射和偏振等现象，电磁波也是传播能量的一种形式．(4)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为c＝λf.例2(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度方向、磁感应强度方向均平行D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输针对训练2(多选)下列关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波和电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象三、无线电波的发射1．有效发射电磁波的条件要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的振荡频率．频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才能将其更有效地发射出去．(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图．2．调制(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.(2)调制的分类①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示．例3实际发射无线电波的过程如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图丙所示．则发射出去的电磁波图像应是()四、无线电波的接收1．无线电波的接收原理利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流．2．方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强．(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来．(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程．例4调节收音机的调谐回路时，可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号，为接收到该电台信号，则应()A．加大电源电压B．减小电源电压C．增加谐振线圈的圈数D．减少谐振线圈的圈数调谐电路的调节，要特别注意以下问题1．调节方向：由题中情景准确判断出电路的固有频率应该调大还是调小．2．频率公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))，